拉格朗日不變數

拉格朗日不變數是光學系統中對於光傳播的量測，具體定義請見正文。

基本介紹

• 中文名：拉格朗日不變數
• 外文名：Lagrange invariant
• 定位：天文學專有名詞
• 審定部門：中國天文學名詞審定委員會

簡介

拉格朗日不變數是光學系統中對於光傳播的量測，定義為

其中y和u為邊緣光線的高度及角度，而ȳ及ū為主光線的高度及角度。n為環境的折射率。為了不要和別的物理量混淆，有時會用符號Ж來代替H。Ж²和光學系統的通量成正比（和光學擴展量有關）。對於一光學系統，拉格朗日不變數在所有的空間中均為不變數，因此在折射及光傳播後，拉格朗日不變數都不會改變。

光學不變數（optical invariant）是拉格朗日不變數的延伸，利用二個光線的高度及角度計算而得。對這些光線而言，光學不變數在所有空間中都是定值。

幾何光學

幾何光學是利用幾何學研究光學的學術方法。幾何光學有幾個基本原理。

• 在均勻介質中，光線直線傳播
  
• 光的反射定律
  
• 光的折射定律
  
• 光程可逆性原理
  

由於光本身就是從原子、分子內發出的高頻電磁場，因此上述原理都可以通過電動力學中的電磁場理論導出。

折射

折射（法語，英語：Refraction，德語:Refraktion,西班牙語:Refracción），一種常見的物理現象，指當物體或波動由一種媒介斜射入另一種媒介造成速度改變而引起角度上的偏移。“折射”一定等同於“光的折射”，所以雖然光線（一種橫波）會因為“折射”的不同令光的運行方向改變，但“折射”現象並不能用以證明光線是一種波動。最普遍的例子就是用手槍瞄準，當子彈穿過水時，其角度就會因為折射而偏移。

而所謂的“屈折”，也就是“光的折射”，專指光從一種介質進入另一種具有不同折射率之介質，或者在同一種介質中折射率不同的部分運行時，由於波速的差異，使光的運行方向改變的現象。例如當一條木棒插在水裡面時，單用肉眼看會以為木棒進入水中時折曲了，這是光進入水裡面時，產生折射，才帶來這種效果。